改善轴类锻件力学性能的研究.pdf

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1、《大型铸锻件》No．2HEAVYCASTINGANDF0RGINGMarch2015改善轴类锻件力学性能的研究安红萍李婷栗玉杰(太原科技大学材料科学与工程学院，山西030024)摘要：比较新型凸面砧拔长与WHF法锻造后轴类件的各项力学性能发现，采用新型凸面砧拔长能更好的改善工件力学性能。关键词：大型轴类锻件；凸面砧；力学性能中图分类号：TG316文献标志码：BResearchontheImprovementofMechanicalPropertiesofShaftForgingsAnHongping，LiTing，LiYuj

2、ieAbstract：Itisf0undthatdrawingbythenewtypeofconvexanvilcanmakethemechanicalpropertiesofwork—piecebetterbycomparingvariousmechanicalpropertiesofshaftsafterdrawingbythenewtypeofconvexanvilandforg—ingbyWHFmethod．Keywords：largeshaftforging；convexanvil；mechanicalproper

3、ties大型轴类件作为重型设备的关键零件，由于表130Cr2Ni4MoV钢化学成分(质量分数，％)Table1Chemicalpropertiesof其工作环境恶劣，且受力情况复杂，使得对工件内30Cr2Ni4MoVsteel(massfraction，％)部质量和力学性能的要求极其严格_lj。大型轴CCrNiMoFe类锻件主要靠拔长来完成，因此拔长工艺的选择15．071．753．190．7579．23决定着最终的工件质量和力学性能。目前，最常用的拔长方法有上下平砧拔长、FM法、WHF法、上下V型砧拔长、上平下V型砧拔长等。

4、但通过这些方法锻造后工件内部的纤维流向基本平行日于轴向，使得存在力学性能的各向异性J。通常未注圆角筋方法是利用增加镦粗工序来消除以上弊端。但当锻比增大到一定范围，随着拔长比的增大，镦粗对横向力学性能的改善效果并不明显为了改善锻件拔长出现的性能各向异性，提高轴类件横向力学性能，本文开发了一种新的砧型——新型图1新型凸面砧尺寸图Figure1Dimensionofthenewtypeofconvexanvil凸面砧。并通过缩比试验与WHF法锻造工艺锻制的工件进行各项力学性能对比，从而分析新型能，来确定新型凸面砧对轴类件横向力学性

5、能的凸面锥形砧制坯工艺的优缺点。改善效果。工件材料选30Cr2Ni4MoV钢，其化学成分如1实验方案表1所示。毛坯规格为130mm×80mm，一端为了确定新型凸面砧拔长锻造对轴类件横向加工50mm×70mill的钳把。将毛坯加热至力学性能的改善效果，在2MN油压机上进行了1260℃，然后分别利用WHF法、新型凸面砧锻造新型凸面砧拔长锻造与普通平砧拔长锻造对比实法锻为90mm×90mm截面，之后空冷。验。通过对比不同砧子锻后工件的各项力学性新型凸面砧上砧如图1所示。其中工作面为带8。角、150mm宽的凸型斜收稿日期：2O14—

6、05—22面，左右两边各多出50mm宽的平面A用来限位作者简介：安红萍(1973一)，博士，副教授，主要研究方向是大型以便操作。下砧为普通平砧，与上砧等宽。锻造锻造理论与新技术。基金项目：太原科技大学博士科研启动项目(20122057)；山西省时，采用0。．180。-90。翻转方式，压下量为11％。科技攻关项目(20130321010-04)。No．2《大型铸锻件》March2015HEAVYCASrI’INGANDF0RGING当工件翻转180。后错半砧下压。表2WItF法锻后工件屈服及抗拉强度Table2Theyield

7、andtensilestrengthof在锻后试件的相同部位取样，分别沿横向、纵workpieceafterforgingbyWI-IFmethod向取试样进行拉伸和冲击试验。并对锻后工件横屈服强度／MPa抗拉强度／IPa向、纵向的屈服强度、抗拉强度、延伸率、断面收缩试验值平均值试验值平均值率及冲击功进行对比。锻后工件上取试样位置及横向787、902、814834．31021、1098、10321050试验项目如图2所示。轴向792、954、832859．31025、1134、10561071．72试验结果及分析表3新型凸面

8、砧锻后工件屈服及抗拉强度Table3Theyieldandtensilestrengthofworkpiece在锻件相应位置取试样后，按照GB6397—afterforgingbythenewtypeofconvexanvil1986将试样加工成标准圆棒拉伸试样。拉伸试屈服强度／MPa抗拉